JP4738210B2 - バルブ開閉制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばエンジン停止時、エンジン停止後またはエンジン冷間時に、エンジン停止後のバルブ停止位置であるバルブ全閉位置を通り越してバタフライバルブを１回以上開閉動作させて、流体中に含まれる不純物をバルブ全閉位置近傍の流路壁面より掻き落とすようにしたバルブ開閉制御装置に関するものである。

［従来の技術］
従来より、バルブ開閉制御装置により開閉制御されるバルブの一例として、例えばディーゼルエンジン等のエンジンの燃焼室内より流出する排気ガス中の有害物質（例えば窒素酸化物：ＮＯｘ等）の低減を図るという目的で、排気ガス再循環装置の排気ガス還流管の途中に組み込まれるＥＧＲ制御バルブ（排気ガス還流量制御弁の弁体）が知られている。ここで、排気ガス再循環装置とは、エンジンの燃焼室内より流出する排気ガスの一部（ＥＧＲガス）をエンジンの吸気系統（特に燃焼室に連通する吸気通路）に再循環させるもので、ＥＧＲ制御バルブのバルブ開度を制御することでエンジンの吸気系統に再循環されるＥＧＲガスの還流量（ＥＧＲ量）を調整する。

ここで、ＥＧＲ制御バルブは、燃焼残滓やカーボン等の微粒子状の不純物（煤、煤に付着している炭化水素、黒煙や不完全燃焼物等の粉末状固体微粒子：パティキュレート）が含まれるＥＧＲガスが流れるハウジング（排気ガス還流管の一部を構成する）内に開閉自在に収容されている。このため、エンジンの運転中に、排気ガス中に含まれる微粒子状の不純物が、ＥＧＲ制御バルブの表面に付着したり、ハウジングの流路壁面に付着したりしてデポジットを形成する可能性がある。

特に、エンジン停止後のバルブ停止位置であるバルブ全閉位置にてＥＧＲ制御バルブを閉弁している状態で、ＥＧＲ制御バルブとハウジングの流路壁面との間に跨がってデポジットが形成されている場合、エンジン停止後にエンジンが冷えてきてデポジットが硬化すると、ＥＧＲ制御バルブがバルブ全閉位置にて固着化する可能性がある。
ここで、ＥＧＲ制御バルブがデポジットによって固着化するエンジンの条件は、アイドル運転等の軽負荷で、燃焼ガス温度が低く（主に７０〜１００℃）、炭化水素（ＨＣ）が多く排出される（触媒活性の目的で行われる未燃燃料が噴射される）条件（所謂エンジン冷間始動時）などである。

ここで、エンジン停止後のデポジットによるバルブ固着防止対策として、エンジン停止時に、ＥＧＲ制御バルブをバルブ全閉位置より若干開弁した位置（開弁状態）で停止させることで、ＥＧＲ制御バルブとハウジングの流路壁面とを跨ぐようにデポジットが付着・滞留するのを阻止するようにした排気ガス再循環装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、開弁状態でＥＧＲ制御バルブを停止させる方法は、バルブ制御方法が複雑になり、コストアップとなるという問題があった。

ここで、ＥＧＲ制御バルブとしてバタフライバルブを採用した場合、あるいはバタフライバルブの外周にバルブリングを装着した場合には、ＥＧＲ制御バルブまたはバルブリングが、ハウジングの流路壁面を擦りながら開閉作動するため、エンジンの運転中にハウジングの流路壁面に付着したデポジットを除去できるメリットがある。すなわち、図１０（ａ）に示したように、ハウジング１０１の流路壁面に付着したデポジットを、ＥＧＲ制御バルブ１０２をバルブ全閉位置近傍で開閉動作させることで、ＥＧＲ制御バルブ１０２のエッジ部またはバルブリング１０３のエッジ部で掻き落とすことが可能となる（例えば、特許文献２乃至４参照）。

［従来の技術の不具合］
ところが、特許文献２乃至４に記載の排気ガス再循環装置においては、図１０（ａ）に示したように、デポジットの掻き落とし作動時に、ハウジング１０１の流路壁面、特にバルブ全閉位置近傍でバルブリング１０３の外周端面（摺動面）が摺動接触する流路壁面（当接面）１０４から外部にデポジットが除去される。

しかしながら、図１０（ａ）、（ｂ）に示したように、当接面１０４よりも流体流路１０５の上流側の流路壁面１０６および下流側の流路壁面１０７と、当接面１０４とが同一平面上に設けられているため、エンジンが冷えきっていない間は、デポジットが流動し、図１０（ｂ）に示すように、ハウジング１０１のバルブ全閉位置近傍の流路壁面、ＥＧＲ制御バルブ１０２およびバルブリング１０３に再度付着してしまう。その後、エンジンが冷間状態になると、デポジットが硬化するため、ＥＧＲ制御バルブ１０２が固着化する。この場合には、エンジン始動後にＥＧＲ制御バルブ１０２をバルブ駆動装置によって開弁作動させようとしても、ＥＧＲ制御バルブ１０２を円滑に開弁作動させることができないという問題がある。
特開２００１−２１４８１６号公報（第１−５頁、図１−図８） 特開２００１−１７３４６４号公報（第１−８頁、図１−図９） 特開２００３−３１４３７７号公報（第１−８頁、図１−図８） 特開２００４−１６２６６５号公報（第１−１４頁、図１−図２）

本発明の目的は、ハウジングのバルブ全閉位置近傍の流路壁面（バタフライバルブの摺動面またはバルブリングの摺動面が摺動接触する当接面）から掻き落としたデポジットの流動によるバタフライバルブまたはバルブリングへの再付着を防止することで、エンジン停止後のデポジットによるバタフライバルブまたはバルブリングの固着化を確実に防止することのできるバルブ開閉制御装置を提供することにある。

請求項１および請求項６に記載の発明によれば、ハウジングのバルブ全閉位置近傍の流路壁面（バタフライバルブの摺動面またはバルブリングの摺動面が摺動接触する当接面）を、この流路壁面（当接面）よりも流体の流れ方向の上流側または下流側の流路壁面に対して流体流路の中心軸線側に突出した高い位置、あるいは天地方向の天側に突出した高い位置に設けている。

これによって、バタフライバルブをバルブ全閉位置を通り越して１回以上開閉動作させるデポジット掻き落とし作動によって、ハウジングの当接面より掻き落とされたデポジットが、ハウジングの当接面上に流動することはない。これに伴って、ハウジングのバルブ全閉位置近傍の流路壁面、つまりバタフライバルブの摺動面またはバルブリングの摺動面が摺動接触する当接面から掻き落としたデポジットが流動して、バタフライバルブまたはバルブリングおよびハウジングのバルブ全閉位置近傍の流路壁面（バタフライバルブの摺動面またはバルブリングの摺動面が摺動接触する当接面）に再度付着するのを確実に防止することができる。

したがって、エンジン停止後のデポジットによるバタフライバルブまたはバルブリングの固着化を確実に防止することができる。すなわち、デポジットの流動によるバタフライバルブまたはバルブリングへの再付着を阻止するには、バタフライバルブの摺動面またはバルブリングの摺動面が摺動接触する当接面の位置をバルブ上流側および下流側よりも位置的に上方に配置することが有効である。

また、ハウジング内に形成される直線流路の流路壁面の一部に、ハウジングの当接面よりも流体の流れ方向の上流側または下流側に環状の段差面を設けている。ここで、比較的に温度が高い高温雰囲気中では、デポジットは流動性を有するが、段差面によりハウジングの当接面とハウジング内の直線流路の流路壁面との間には高低差があるため、ハウジングの当接面上に流動することはなく、バタフライバルブまたはバルブリングにデポジットが付着しない。

また、ハウジングの段差面を、バタフライバルブの摺動面またはバルブリングの摺動面とハウジングの当接面との摺動接触が開始される接点の位置に設けている。これによって、バタフライバルブをバルブ全閉位置を通り越して１回以上開閉動作させるデポジット掻き落とし作動によって、デポジットをハウジングの当接面から確実に掻き落とすことができる。

請求項２および請求項７に記載の発明によれば、ハウジングの当接面を、バタフライバルブの回転軌跡またはバルブリングの回転軌跡に沿って湾曲させても良い。

請求項３および請求項８に記載の発明によれば、ハウジングの段差面の高さ（Ｈ）を、少なくとも３ｍｍ以上の高さに規定している。
ここで、バタフライバルブをバルブ全閉位置を通り越して１回以上開閉動作させるデポジット掻き落とし作動によって、ハウジングの当接面からデポジットを掻き落とした場合、ハウジングの当接面から掻き落とされたデポジットが、ハウジングの段差面近傍に堆積することが考えられる。

このとき、ハウジングの段差面の高さ（Ｈ）が３ｍｍ未満の場合には、掻き落とされたデポジットが、ハウジングの段差面の高さよりも高く蓄積される可能性があり、段差面によるバタフライバルブまたはバルブリングへのデポジット付着防止効果が小さくなってしまう。
これに対して、ハウジングの段差面の高さ（Ｈ）を、少なくとも３ｍｍ以上の高さにすると、掻き落とされたデポジットが、ハウジングの段差面の高さよりも高く蓄積される可能性が殆どなくなるので、段差面によるバタフライバルブまたはバルブリングへのデポジット付着防止効果が大きい。

請求項４および請求項９に記載の発明によれば、ハウジングの当接面とハウジングの段差面とが交差する交差部に、例えばテーパー状の面取りまたはＲ形状の面取りを施すことにより、バタフライバルブを閉弁作動させる時に、バタフライバルブまたはバルブリングが当接面に乗り上がり易くなり、小さな駆動力でバタフライバルブを駆動することが可能となる。この場合には、例えばバタフライバルブを閉弁駆動するバルブ駆動装置の体格を小型化することが可能となり、バルブ開閉制御装置全体の体格の小型化および搭載性の向上を図ることができる。

請求項５および請求項１０に記載の発明によれば、ハウジングの段差面に、ハウジングの当接面よりも流体の流れ方向の上流側または下流側に向けて開口した凹部を設けたことにより、バタフライバルブをバルブ全閉位置を通り越して１回以上開閉動作させるデポジット掻き落とし作動によって、ハウジングの当接面から掻き落とされたデポジットを、ハウジングの段差面近傍に大量に蓄積させることが可能となる。また、ハウジングの段差面の高さよりも高く蓄積され難くなるので、段差面によるバタフライバルブまたはバルブリングへのデポジット付着防止効果が大きくなる。

本発明を実施するための最良の形態は、ハウジングのバルブ全閉位置近傍の流路壁面から掻き落としたデポジットが流動して再度バタフライバルブまたはバルブリングに付着するのを防止することで、エンジン停止後のデポジットによるバタフライバルブまたはバルブリングの固着化を確実に防止するという目的を、ハウジングのバルブ全閉位置近傍の流路壁面（バタフライバルブの摺動面またはバルブリングの摺動面が摺動接触する当接面）を、この流路壁面（当接面）よりも流体の流れ方向の上流側または下流側の流路壁面に対して流体流路の中心軸線側に突出した高い位置に設けることで実現した。
また、ハウジングのバルブ全閉位置近傍の流路壁面から掻き落としたデポジットが流動して再度バタフライバルブまたはバルブリングに付着するのを防止することで、エンジン停止後のデポジットによるバタフライバルブまたはバルブリングの固着化を確実に防止するという目的を、ハウジングのバルブ全閉位置近傍の流路壁面（バタフライバルブの摺動面またはバルブリングの摺動面が摺動接触する当接面）を、この流路壁面（当接面）よりも流体の流れ方向の上流側または下流側の流路壁面に対して天地方向の天側に突出した高い位置に設けることで実現した。

［実施例１の構成］
図１ないし図３は本発明の実施例１を示したもので、図１および図２（ａ）はＥＧＲ制御弁を示した図で、図２（ｂ）は排気ガス再循環装置を示した図である。

本実施例の排気ガス再循環装置は、例えば自動車等の車両のエンジンルームに搭載されるディーゼルエンジン等の内燃機関（以下エンジンと呼ぶ）に使用されるもので、エンジンの各気筒毎の燃焼室より流出した排気ガスの一部である流体をエンジンの吸気系統に導く排気ガス還流管内を流れる排気ガスの還流量を調整する排気ガス還流量制御弁（以下ＥＧＲ制御弁と呼ぶ）と、このＥＧＲ制御弁の弁体（バルブ：以下バタフライバルブと言う）１の開閉制御を行うバルブ開閉制御装置とを備えている。

ここで、エンジンは、燃料が直接燃焼室内に噴射供給される直接噴射式ディーゼルエンジンが採用されている。なお、エンジンとして、ターボチャージャー付ディーゼルエンジン（ターボ過給機付エンジン）を採用しても良い。そして、エンジンは、各気筒毎の燃焼室内に新規吸入空気（吸気）を供給するための吸気管と、各気筒毎の燃焼室より流出する排気ガスを排気浄化装置を経由して外部に排出するための排気管とを備えている。排気ガス再循環装置の排気ガス還流管は、排気ガスの一部である流体（排気再循環ガス：以下ＥＧＲガスと呼ぶ）を、吸気管に再循環（還流）させるものである。この排気ガス還流管内には、排気管内に形成される排気通路と吸気管内に形成される吸気通路とを連通する排気ガス還流路が形成されている。そして、排気ガス還流路は、エンジンの各気筒毎の燃焼室に連通する流体流路を構成している。

本実施例のＥＧＲ制御弁は、排気管から排気ガス還流管が分岐する分岐部、あるいは排気ガス還流管から吸気管に合流する合流部、あるいは排気ガス還流管の途中に配設されている。このＥＧＲ制御弁は、バルブ開度に応じて排気ガスの還流量（以下ＥＧＲ量と言う）を調整するバタフライバルブ１と、このバタフライバルブ１の外周のシールリング溝（環状溝）２に嵌め込まれたシールリング（バルブリング）３と、内部に排気ガス還流路が形成されたハウジング５とを備えている。なお、本実施例のＥＧＲ制御弁は、ハウジング５内に形成される排気ガス還流路（流体流路）１０の排気ガス流通面積を変更し、ＥＧＲガスを吸入空気中に混入させるＥＧＲ量（新規吸入空気量に対するＥＧＲ率）を可変制御する流体流量制御弁を構成している。

また、ＥＧＲ制御弁は、バタフライバルブ１をバルブ全閉位置にて閉弁した状態の時（バルブ全閉時）、すなわち、排気ガス還流路１０の軸線方向（排気ガス還流路１０内を流れるＥＧＲガスの平均的な流れの軸線方向：図１、図３において図示左右方向）に対して垂直な垂線上に、バタフライバルブ１の中心軸線が設定される時に、バタフライバルブ１のシールリング溝２に嵌め込まれたシールリング３の軸線方向（図１、図３において図示左右方向）に対して直交する半径方向（拡径方向：図１、図３において図示上下方向）の張力を利用して、バタフライバルブ１とハウジング５との間の隙間を気密化（シール）するように構成されている。

本実施例のバルブ開閉制御装置は、バタフライバルブ１を閉弁作動方向（または開弁作動方向）に付勢するスプリング（バルブ付勢手段：図示せず）、動力源としての電動モータ８を有し、バタフライバルブ１を開弁駆動（または閉弁駆動）するバルブ駆動装置、およびこのバルブ駆動装置、特に電動モータ８への供給電力を可変してバタフライバルブ１のバルブ開度（バルブ位置）を制御するエンジン制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ）９等によって構成されている。

本実施例のバタフライバルブ１は、略円板形状に形成されて、バタフライバルブ１の回転中心軸線上に軸部（バルブ軸：以下バルブシャフトと言う）１１を有し、吸気通路内を流れる吸入空気中に混入させるＥＧＲガスのＥＧＲ量を制御するバタフライ型の回転弁である。このバタフライバルブ１は、ハウジング５の排気ガス還流路１０内に開閉自在に収容されている。また、バタフライバルブ１は、エンジン運転時に、ＥＣＵ９からの制御信号に基づいて、バルブ全閉位置からバルブ全開位置に至るまでのバルブ作動範囲で回転角度が変更されることで、排気ガス還流路１０の開口面積（排気ガス流通面積）を変更してＥＧＲ量を可変する。

ここで、バルブ全閉位置とは、バタフライバルブ１とハウジング５との間の隙間が最小となるバルブ開度（バルブ位置）で、且つＥＧＲ量が最小となるバルブ開度（θ＝０°）のことである。また、バルブ全開位置とは、バタフライバルブ１とハウジング５との間の隙間が最大となるバルブ開度（バルブ位置）で、且つＥＧＲ量が最大となるバルブ開度（θ＝７０〜９０°）のことである。そして、バタフライバルブ１の外周端面には、その全周に渡って円環状のシールリング溝２が形成されている。なお、シールリング溝２の内部には、Ｃ字形状のシールリング３が嵌め込まれている。

本実施例のシールリング３は、シールリング３およびハウジング５の熱膨張係数の差に伴うシールリング３の膨張、収縮に備えて周方向の両端面間（合い口）に所定の切欠隙間（図示せず）を有している。なお、シールリング３の合い口形状は、パッド・ジョイント形状、テーパ・ジョイント形状、ラップ・ジョイント形状のいずれでも構わない。このシールリング３は、半径方向の外径側端部がバルブ外周面より突出した状態で、半径方向の内径側端部がシールリング溝２内を半径方向、軸線方向および周方向に移動できるようにシールリング溝２内に嵌合保持されている。そして、シールリング３の外周端面は、バタフライバルブ１の閉弁作動時に、バルブ全閉位置近傍に相当する所定の回転角度範囲内で、ハウジング５の流路壁面に摺動接触するシールリング摺動面４として利用される。なお、シールリング摺動面４の軸線方向の一対のエッジ部に、バタフライバルブ１が開閉動作し易いようにテーパ形状またはＲ形状の面取りを施しても良い。

バルブシャフト１１は、ハウジング５の内部に回転自在に収容されている。そして、バルブシャフト１１の軸線方向の一端側は、ハウジング５を貫通して排気ガス還流路１０の内部に突出（露出）している。このバルブシャフト１１の軸線方向の一端側には、バタフライバルブ１を例えば溶接等の固定手段を用いて保持固定するバルブ装着部が設けられている。なお、本実施例では、バタフライバルブ１がハウジング５内で、バルブシャフト１１の中心軸線に対して傾斜してバルブシャフト１１のバルブ装着部に固定支持されている。

次に、本実施例のバルブ駆動装置は、電力の供給を受けて動力を発生する電動モータ８と、この電動モータ８のモータシャフト（出力軸）の回転運動をバルブシャフト１１に伝達するための動力伝達機構（本実施例では歯車減速機構）とを備えた電動式アクチュエータによって構成されている。
電動モータ８は、ブラシレスＤＣモータやブラシ付きのＤＣモータ等の直流（ＤＣ）モータが採用されている。なお、三相誘導電動機等の交流（ＡＣ）モータを用いても良い。

また、歯車減速機構は、電動モータ８のモータシャフトの回転速度を所定の減速比となるように減速するもので、電動モータ８のモータ出力軸トルク（駆動力）をバルブシャフト１１に伝達する動力伝達機構を構成する。なお、本実施例では、電動モータ８のモータシャフトに固定されたピニオンギヤ１２、このピニオンギヤ１２と噛み合う中間減速ギヤ１３、およびこの中間減速ギヤ１３に噛み合うバルブギヤ１４等によって歯車減速機構が構成されている。そのバルブギヤ１４は、バルブシャフト１１の軸線方向の他端部（バルブ側に対して反対側の端部）に固定されている。また、バルブシャフト１１またはバルブギヤ１４には、スプリングが組み付けられている。ここで、バルブ駆動装置、特に電動モータ８は、ＥＣＵ９によって通電制御されるように構成されている。

ここで、ＥＣＵ９には、制御処理や演算処理を行うＣＰＵ、制御プログラムまたは制御ロジックや各種データを保存する記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリ）、入力回路（入力部）、出力回路（出力部）等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。また、ＥＣＵ９は、図示しないイグニッションスイッチをオン（ＩＧ・ＯＮ）すると、メモリ内に格納された制御プログラムまたは制御ロジックに基づいて、例えばＥＧＲ量、吸入空気量等が各々制御指令値となるようにフィードバック制御するように構成されている。

なお、ＥＣＵ９は、イグニッションスイッチがオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）されると、メモリ内に格納された制御プログラムまたは制御ロジックに基づく上記の制御が強制的に終了されるように構成されている。また、ＥＣＵ９は、エンジン停止時（エンジンＯＦＦ時）またはエンジン冷間時に、エンジン停止後のバルブ停止位置であるバルブ全閉位置を通り越してバタフライバルブ１を、所定のバルブ開度範囲内において１回以上（例えば５回）開閉作動させるように電動モータ８への供給電力を可変し、その後に電動モータ８への通電を停止するように構成されている。

そして、ＥＣＵ９は、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、エアフロメータ等の各種センサからのセンサ信号が、Ａ／Ｄ変換器によってＡ／Ｄ変換された後に、ＥＣＵ９に内蔵されたマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。なお、ＥＣＵ９は、クランク角度センサより出力されたＮＥパルス信号の間隔時間を計測することによってエンジン回転速度（以下エンジン回転数と言う：ＮＥ）を検出するための回転速度検出手段として機能する。また、マイクロコンピュータには、ＥＧＲ制御弁のバタフライバルブ１の開度（ＥＧＲ制御弁のバルブ開度）を電気信号に変換し、ＥＣＵ９へどれだけＥＧＲガスが吸気管内を流れる吸入空気に混入されているか、つまり吸気管内へのＥＧＲガスのＥＧＲ量がどれくらいかを出力するＥＧＲ量センサ１５が接続されている。

ハウジング５は、排気ガス還流管の一部を成すバルブボデーであって、内部にＥＧＲ制御弁の可動部品（バタフライバルブ１等）を回転自在に収容保持する装置であり、排気ガス還流管（あるいは吸気管または排気管）にボルト等の締結具（図示せず）を用いて締め付け固定されている。このハウジング５には、ブッシングやベアリング等の軸受け部品１６を介して、ＥＧＲ制御弁のバルブシャフト１１を回転自在に軸支する円筒状のバルブ軸受け部が設けられている。そして、ハウジング５は、バルブシャフト１１よりも排気ガス還流路１０の軸線方向の上流側開口端に入口部を有し、且つバルブシャフト１１よりも排気ガス還流路１０の軸線方向の下流側開口端に出口部を有している。そして、排気ガス還流路１０は、ハウジング５の入口部から出口部に向けて排気ガス還流路１０の軸線方向に真っ直ぐに延びる直線流路である。

ここで、本実施例のハウジング５の流路壁面（ハウジング内周面）の一部には、バタフライバルブ１のバルブ作動範囲のうちのバルブ全閉位置近傍で、排気ガス還流路１０の中心軸線側に突出する内周突起６が設けられている。この内周突起６は、方形状（または矩形状）の断面を有し、ハウジング５の内周面全周に渡って排気ガス還流路１０の周囲を取り囲むように円環状に設けられている。そして、内周突起６の内周面は、バタフライバルブ１の閉弁作動時に、バルブ全閉位置近傍に相当する回転角度範囲（α°＝３５〜５０°：バルブ全閉位置（θ＝０°）を中心にして±１５〜２５°程度）内で、シールリング３のシールリング摺動面４が摺動接触するシールリングシート面（ハウジングの当接面）７として利用される。ここで、本実施例では、エンジン停止後にバタフライバルブ１が保持される位置（エンジン停止後のバルブ停止位置）、すなわち、ハウジング５の内周突起６のシールリングシート面７とシールリング３のシールリング摺動面４とが当接する接触位置が、バルブ全閉位置となる（図１ないし図３参照）。

内周突起６のシールリングシート面７は、このシールリングシート面７よりもＥＧＲガスの流れ方向の上流側の第１流路壁面２１および下流側の第２流路壁面２２に対して、２つの第１、第２流路壁面２１、２２より排気ガス還流路１０の中心軸線側に向けて突出した高い位置に設けられている。すなわち、本実施例では、内周突起６の内周面であるシールリングシート面７の位置を、ハウジング５の２つの第１、第２流路壁面２１、２２よりも高い位置に設定している。

ここで、ハウジング５の２つの第１、第２流路壁面２１、２２は、シールリングシート面７よりもＥＧＲガスの流れ方向の上流側（エンジンの排気管側または排気ポート側、燃焼室側）および下流側（エンジンの吸気管側または吸気ポート側、燃焼室側）の排気ガス還流路１０の周囲を取り囲むように設けられている。そして、２つの第１、第２流路壁面２１、２２は、エンジン停止時またはエンジン冷間時におけるバルブ開閉動作（所謂デポジット掻き落とし作動）によって内周突起６のシールリングシート面７より掻き落とされたデポジットを滞留させる不純物滞留部としての機能を有している。

内周突起６の上流側端面、つまりシールリングシート面７よりもＥＧＲガスの流れ方向の上流側には、ハウジング２の第１流路壁面２１に対して所定の高低差を付けることが可能な円環状の第１段差面３１が、内周突起６の上流側端面の全周に渡って設けられている。また、内周突起６の下流側端面、つまりシールリングシート面７よりもＥＧＲガスの流れ方向の下流側には、ハウジング２の第２流路壁面２２に対して所定の高低差を付けることが可能な円環状の第２段差面３２が、内周突起６の下流側端面の全周に渡って設けられている。

すなわち、本実施例のＥＧＲ制御弁では、ハウジング５の排気ガス還流路（直線流路）１０の一部に、具体的にはハウジング５の２つの第１、第２流路壁面２１、２２間に、エンジン停止後のバルブ停止位置であるバルブ全閉位置近傍に相当するシールリングシート面７と２つの第１、第２流路壁面２１、２２との間に適度な高低差を付けるための内周突起６および２つの第１、第２段差面３１、３２を形成している。

内周突起６の両端面（ＥＧＲガスの流れ方向の上流側端面および下流側端面）に設けられる２つの第１、第２段差面３１、３２は、エンジン停止時またはエンジン冷間時におけるバルブ開閉動作（所謂デポジット掻き落とし作動）によって内周突起６のシールリングシート面７より掻き落とされたデポジットが再度シールリングシート面７とシールリング摺動面４との間に流動するのを規制する第１、第２規制面としての機能を有している。

［実施例１の作用］
次に、本実施例の排気ガス再循環装置の作用を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。ここで、図３（ａ）はデポジット掻き落とし作動時のバタフライバルブの開閉動作を示した図で、図３（ｂ）はエンジン停止後またはエンジン冷間時のデポジットの流動状態を示した図である。

ＥＣＵ９は、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）されると、エンジン冷間始動時を除き、ＥＧＲ量センサ１５によって検出されたＥＧＲ量が、エンジンの運転状態に応じて設定される目標ＥＧＲ開度と略一致するように、電動モータ８への供給電力を調整する。そして、電動モータ８に電力が供給されると、電動モータ８のモータシャフトが回転する。

そして、電動モータ８の駆動力（モータ出力軸トルク）が歯車減速機構を経てバルブシャフト１１に伝達される。すると、バルブシャフト１１が、その軸心を中心にして所定の回転角度だけ回転し、ＥＧＲ制御弁のバタフライバルブ１がバルブ全閉位置よりバルブ全開位置側へ開く方向（開弁作動方向）に開弁駆動される。これにより、エンジンの各気筒毎の燃焼室内より流出した排気ガスの一部（ＥＧＲガス）が、排気管内に形成される排気通路から、排気ガス還流管の一部を成すハウジング５の排気ガス還流路１０を経て吸気管内に形成される吸気通路に再循環される。

また、ＥＣＵ９は、ＥＧＲ制御弁のバタフライバルブ１が開弁している時に、自動車等の車両の走行状態が変更された場合、あるいはエンジンの運転状態が過度的に変更された場合（例えば運転者がアクセルペダルを大きく踏み込んでアクセル全開の時、エンジン負荷が高負荷領域で、ターボ過給機により吸入空気の過給動作を行っている時、定常走行からアクセルペダルが踏み込まれて加速走行に移行した時）、あるいは運転者がブレーキペダルを踏み込んだ場合、ＥＧＲ制御弁のバタフライバルブ１のバルブ位置（バルブ開度）が、バルブ全閉位置となるように、電動モータ８への供給電力を調整（制限）または電動モータ８への電力を断つことで、スプリングの付勢力（スプリング荷重）によって、バタフライバルブ１を強制的に閉弁作動させるように構成されている。

そして、ＥＣＵ９は、エンジン冷間始動時、あるいはイグニッションスイッチがオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）されるエンジン停止時に、電動モータ８への供給電力を調整して、バタフライバルブ１を閉弁作動方向に閉弁駆動する。このとき、電動モータ８のモータシャフトは、開弁作動方向の回転方向に対して逆方向に回転する。そして、ＥＣＵ９は、電動モータ８への供給電力を調整して、バルブ全閉位置を通り越してバタフライバルブ１を５回開閉作動させる。

このとき、図３（ａ）に示したように、例えばエンジンの運転中に、ハウジング５の内周突起６の内周面であるシールリングシート面７上に付着したデポジットが、バタフライバルブ１のシールリング溝２に嵌合保持されたシールリング３のシールリング摺動面４および両エッジ部にて掻き落とされる。これによって、デポジットは、ハウジング５の内周突起６の第１段差面３１よりもＥＧＲガスの流れ方向の上流側の第１流路壁面２１上に除去される。また、デポジットは、ハウジング５の内周突起６の第２段差面３２よりも下流側の第２流路壁面２２上に除去される。

その後に、ＥＣＵ９は、電動モータ８への電力の供給を停止する。あるいは電動モータ８への電力の供給を制限する。これにより、スプリングの付勢力（スプリング荷重）によって、図３（ｂ）に示したように、バタフライバルブ１がデポジットを掻き落とした位置、つまりバルブ全閉位置に戻される。このとき、バタフライバルブ１の外周に装着されたシールリング３のシールリング摺動面４が、シールリング自体の拡径方向の張力によってハウジング５のシールリングシート面７に張り付くため、シールリング３のシールリング摺動面４がハウジング５の内周突起６のシールリングシート面７に密着する。

したがって、バタフライバルブ１の外周端面とハウジング５の流路壁面（シールリングシート面７）との間の隙間が完全にシールされる。これにより、バルブ全閉位置でバタフライバルブ１が保持固定される時、すなわち、バルブ全閉時に、ＥＧＲガスの洩れが確実に抑止されるため、ＥＧＲガスが吸入空気に混入しなくなる。

［実施例１の効果］
以上のように、シールリング３を外周に装着したバタフライバルブ１を駆動する電動モータ８を含むバルブ駆動装置およびＥＣＵ９等によって構成されるバルブ開閉制御装置は、エンジン停止時またはエンジン冷間時に、エンジン停止後のバルブ停止位置であるバルブ全閉位置を通り越して１回以上開閉動作（所謂デポジット掻き落とし作動）させた後に、バルブ全閉位置にバタフライバルブ１を停止させるように構成されている。ここで、デポジット掻き落とし作動時には、バタフライバルブ１をバルブ全閉位置を通り越して開閉作動させる毎に、ハウジング５の内周突起６の内周面であるシールリングシート面７に堆積したデポジットが、シールリング３のシールリング摺動面４および両エッジ部にて、バタフライバルブ１の回転軌跡中のバルブ全閉位置近傍よりも外側に除去される。

これによって、バルブ全閉位置において、シールリング３のシールリング摺動面４が密着するハウジング５の内周突起６のシールリングシート面７からデポジットが取り除かれるため、バタフライバルブ１およびシールリング３の固着が発生することはない。
そして、デポジット掻き落とし作動によってハウジング５のシールリングシート面７、つまりバタフライバルブ１を停止させるバルブ全閉位置近傍より掻き落とされたデポジットは、バタフライバルブ１およびシールリング３の回転軌跡よりも外側に位置するハウジング５の第１、第２流路壁面２１、２２上に堆積する。

しかしながら、イグニッションスイッチをオフ（エンジンＯＦＦ）してから暫くの間は、エンジン温度およびエンジンルーム温度が外気温度程度まで低下しておらず、ハウジング５が未だ高温である。ここで、上述したように、バタフライバルブ１およびシールリング３の固着に影響を及ぼすデポジットは、比較的に温度が高い雰囲気中では、流動性を有することが知られている。したがって、デポジットが完全に硬化するまで、デポジット掻き落とし作動によって掻き落としたデポジットが流動して、バタフライバルブ１、シールリング３およびハウジング５のバルブ全閉位置近傍の流路壁面（シールリングシート面７）に再度付着する可能性がある。

そこで、バタフライバルブ１、シールリング３およびシールリングシート面７へのデポジットの再付着を防止するという目的で、エンジン停止後またはエンジン冷間時にバタフライバルブ１をバルブ全閉位置にて停止させた時に、ハウジング５のシールリングシート面７の位置を、ハウジング５の第１、第２流路壁面２１、２２よりも高い位置に設定している。すなわち、内部をＥＧＲガスが流れる排気ガス還流路１０の流路壁面の一部に、ハウジング５のシールリングシート面７とハウジング５の第１、第２流路壁面２１、２２との間に適度な高低差を付けるための内周突起６および２つの第１、第２段差面３１、３２を設けている。

このため、デポジット掻き落とし作動後にバタフライバルブ１をバルブ全閉位置にて停止させてから暫くの間、流動性を有するデポジットが、内周突起６のシールリングシート面７上、つまりシールリング摺動面４とシールリングシート面７との当接部近傍（バルブ全閉位置近傍）に侵入（流動）しようとしても、ハウジング５の内周突起６の両側面である２つの第１、第２段差面３１、３２に規制または塞き止められて、ハウジング５のシールリングシート面７上、つまりシールリング摺動面４とシールリングシート面７との当接部に侵入（流動）することはない。

したがって、デポジットがハウジング５の第１、第２流路壁面２１、２２を伝って流動しようとしても、バタフライバルブ１、シールリング３およびシールリングシート面７に再度付着（再付着）することは無く、バタフライバルブ１およびシールリング３が固着化しない。これによって、エンジン始動後にバタフライバルブ１をバルブ駆動装置、特に電動モータ８の駆動力によって開弁作動させようとした場合に、バタフライバルブ１を円滑に開弁作動させることができる。これにより、バルブ駆動装置、特に電動モータ８の小型化および軽量化を図ることができるので、自動車等の車両のエンジンルームへの排気ガス再循環装置、バルブ開閉制御装置（電動モータ８等のバルブ駆動装置）の搭載性を改善できる。

図４は本発明の実施例２を示したもので、デポジット掻き落とし作動時のバタフライバルブの開閉動作を示した図である。

本実施例のＥＧＲ制御弁は、バタフライバルブ１、シールリング３およびハウジング５等によって構成されている。ここで、電動モータ８を含むバルブ駆動装置およびＥＣＵ９等によって構成されるバルブ開閉制御装置は、実施例１と同様に、エンジン停止時またはエンジン冷間時に、バタフライバルブ１を、エンジン停止後のバルブ停止位置であるバルブ全閉位置を通り越して１回以上開閉作動（所謂デポジット掻き落とし作動）させるように構成されている。これにより、ハウジング５の内周突起６の内周面であるシールリングシート面７に堆積したデポジットを、内周突起６のシールリングシート面７より掻き落とすことができる。

ここで、実施例１では、デポジット掻き落とし作動時に、バタフライバルブ１を、バルブ全閉位置近傍に相当する所定の回転角度範囲（α°＝３５〜５０°：バルブ全閉位置を中心にして±１５〜２５°程度）内で開閉作動させるようにしているが、本実施例では、バタフライバルブ１を、回転角度範囲（α°）よりも大きい回転角度範囲（β°＝８０〜１００°：バルブ全閉位置（θ＝０°）を中心にして±４０〜５０°程度）内で開閉作動させるようにしている。なお、本実施例の回転角度範囲をα°としても構わない。また、バタフライバルブ１を、バルブシャフト１１の軸心を中心にして左回転方向に１／２α°（または１／２β°）だけ回転させた後に、バルブシャフト１１の軸心を中心にしてそのバルブ位置からバルブ全閉位置を通り越して右回転方向に１／２α°（または１／２β°）だけ回転させて１回以上開閉作動させるようにしても良い。

そして、本実施例では、ハウジング５の内周突起６の形状（幅）、つまり２つの第１、第２段差面３１、３２間の幅（Ｂ）について規定している。２つの第１、第２段差面３１、３２間の幅（Ｂ）は、地点Ｘと地点Ｙとの幅Ｘ−Ｙと同じか、あるいは幅Ｘ−Ｙよりもバルブ全閉位置側に狭くすることが望ましい。
ここで、地点Ｘとは、バタフライバルブ１をバルブ全閉位置からバルブシャフト１１の軸心（中心軸線）を中心にして、例えば左回転方向に作動させて、バタフライバルブ１のシールリング溝２に嵌合保持されたシールリング３のシールリング摺動面４の頂点が、ハウジング５の内周突起６のシールリングシート面７と第２段差面３２との交点より離れる地点である。また、地点Ｙとは、バタフライバルブ１をバルブ全閉位置からバルブシャフト１１の軸心を中心にして、例えば右回転方向に作動させて、バタフライバルブ１のシールリング溝２に嵌合保持されたシールリング３のシールリング摺動面４の頂点が、ハウジング５の内周突起６のシールリングシート面７と第１段差面３１との交点より離れる地点である。

ここで、２つの第１、第２段差面３１、３２間の幅（Ｂ）について規定する理由は、２つの第１、第２段差面３１、３２間の幅（Ｂ）が、幅Ｘ−Ｙよりも大きい場合、エンジンの運転中に、ハウジング５のシールリングシート面７に付着した全てのデポジットを、上記のデポジット掻き落とし作動を実施しても、ハウジング５の第１、第２流路壁面２１、２２上に完全に移動（除去）させることができない。このため、ハウジング５のシールリングシート面７上に取り残されたデポジットが、硬化する前に流動して、バタフライバルブ１およびシールリング３に再度付着し、バタフライバルブ１およびシールリング３が固着化する恐れがある。

この不具合に対して、本実施例のＥＧＲ制御弁においては、２つの第１、第２段差面３１、３２間の幅（Ｂ）を、地点Ｘと地点Ｙとの幅Ｘ−Ｙと同じか、あるいは幅Ｘ−Ｙよりもバルブ全閉位置側に狭くしているので、エンジンの運転中に、ハウジング５のシールリングシート面７に付着した全てのデポジットを、ハウジング５の第１、第２流路壁面２１、２２上に完全に移動（除去）させることができる。したがって、デポジットがハウジング５の第１、第２流路壁面２１、２２を伝って流動しようとしても、バタフライバルブ１、シールリング３およびハウジング５のシールリングシート面７に再度付着することは無く、バタフライバルブ１およびシールリング３が固着化しない。これによって、本実施例のバルブ開閉制御装置によってバタフライバルブ１のバルブ開度（バルブ位置）が可変制御されるＥＧＲ制御弁は、実施例１と同様な効果を達成することができる。

図５および図６は本発明の実施例３を示したもので、図５はデポジット掻き落とし作動時のバタフライバルブの開閉動作を示した図で、図６はエンジン運転時間に対するデポジットの厚さの変化を示したグラフである。

本実施例では、ハウジング５の内周突起６の形状（高さ）、つまり２つの第１、第２段差面３１、３２の高さ（Ｈ）について規定している。２つの第１、第２段差面３１、３２の高さ（Ｈ）は、少なくとも３ｍｍ以上であることが望ましい。
ここで、２つの第１、第２段差面３１、３２の高さ（Ｈ）について規定する理由は、上記のデポジット掻き落とし作動を実施して、ハウジング５の内周突起６のシールリングシート面７から掻き落とされたデポジットが、ハウジング５の内周突起６の下部、つまりハウジング５の第１、第２流路壁面２１、２２上に堆積していく。
そして、２つの第１、第２段差面３１、３２の高さ（Ｈ）が３ｍｍ未満の場合には、掻き落とされたデポジットが、内周突起６のシールリングシート面７よりも高く、蓄積される可能性があるため、２つの第１、第２段差面３１、３２によるバタフライバルブ１およびシールリング３に対するデポジット付着防止効果が小さくなってしまう。

これに対して、２つの第１、第２段差面３１、３２の高さ（Ｈ）が３ｍｍ以上の場合には、内周突起６のシールリングシート面７から掻き落とされて、ハウジング５の内周突起６の下部、つまりハウジング５の第１、第２流路壁面２１、２２上へと移動したデポジットは流動性があり、ＥＧＲガスの流れによって、さらに下流側（エンジンの吸気管側）へと移動するため、２つの第１、第２段差面近傍の第１、第２流路壁面２１、２２上で、３ｍｍ以上の高さになるまで滞留することは殆どない。これによって、本実施例のバルブ開閉制御装置によってバタフライバルブ１のバルブ開度（バルブ位置）が可変制御されるＥＧＲ制御弁は、実施例１と同様な効果を達成することができる。

ここで、図６のグラフに示したように、エンジン運転時間とデポジット厚さとの関係を実験等によって調査した。この実験は、エンジンをアクセル開度０％で、３０分間アイドル運転（エンジンＯＮ）し、その後エンジンの運転を停止（エンジンＯＦＦ）して２時間が経過した後にエンジンを再始動する。これを１サイクルとして１４回繰り返して、各サイクル毎にデポジット厚さを図６のグラフに記した。
この図６のグラフからエンジン運転時間が長くなっても、デポジットの高さが３ｍｍを超えないことが確認できる。この理由として、デポジットは流動性を有するため、より低い方へと均されてしまうと考えられる。したがって、２つの第１、第２段差面３１、３２の高さ（Ｈ）、つまりハウジング５の内周突起６の高さは、少なくとも３ｍｍ以上とすることが好ましい。

図７は本発明の実施例４を示したもので、デポジット掻き落とし作動時のバタフライバルブの開閉動作を示した図である。

本実施例のＥＧＲ制御弁は、実施例２と同様に、ハウジング５の内周突起６の形状（幅）、つまり２つの第１、第２段差面３１、３２間の幅（Ｂ）を、地点Ｘと地点Ｙとの幅Ｘ−Ｙと同じか、あるいは幅Ｘ−Ｙよりもバルブ全閉位置側に狭くし、更に、実施例３と同様に、ハウジング５の内周突起６の形状（高さ）、つまり２つの第１、第２段差面３１、３２の高さ（Ｈ）を、少なくとも３ｍｍ以上に設定している。すなわち、本実施例の構成は、実施例２の構成に、実施例３の構成を組み合わせたものである。これによって、本実施例のバルブ開閉制御装置によってバタフライバルブ１のバルブ開度（バルブ位置）が可変制御されるＥＧＲ制御弁は、実施例２および実施例３と同様な効果を達成することができる。

そして、本実施例のハウジング５の内周突起６には、シールリングシート面７と第１段差面３１とが交差する交差点（内周突起６のＥＧＲガスの流れ方向の上流側の第１角部）、およびシールリングシート面７と第２段差面３２とが交差する交差点（内周突起６のＥＧＲガスの流れ方向の下流側の第２角部）に、それぞれテーパー状の面取りが施されている。これらの第１、第２面取り部４１、４２は、バタフライバルブ１を閉弁作動する際に、バタフライバルブ１のシールリング溝２に嵌め込まれたシールリング３が、ハウジング５の内周突起６のシールリングシート面７上に乗り上げる時の抵抗力を低減することができる。なお、この場合には、シールリング３の両エッジ部を直角または鋭角にすることで、上記のデポジット掻き落とし作動によるデポジットの掻き落とし効果を向上することができる。

また、本実施例では、例えば天地方向の天側に設けられる内周突起６の上層側部の幅よりも、天地方向の地側に設けられる内周突起６の下層側部の幅を狭くしている。これは、ハウジング５の流路壁面に堆積するデポジットが重力によって天地方向の地側に溜まり易いからである。このため、内周突起６の全周に渡って、２つの第１、第２段差面３１、３２間の幅（Ｂ）を、地点Ｘと地点Ｙとの幅Ｘ−Ｙと同じか、あるいは幅Ｘ−Ｙよりもバルブ全閉位置側に狭くしなくても、内周突起６の周方向に所定の間隔で、地点Ｘと地点Ｙとの幅Ｘ−Ｙと同じか、あるいは幅Ｘ−Ｙよりもバルブ全閉位置側に狭い２つの第１、第２段差面３１、３２間の幅（Ｂ）としても良い。

図８は本発明の実施例５を示したもので、デポジット掻き落とし作動時のバタフライバルブの開閉動作を示した図である。

本実施例のハウジング５の内周突起６には、シールリングシート面７と第１段差面３１とが交差する交差点（内周突起６のＥＧＲガスの流れ方向の上流側の第１角部）、およびシールリングシート面７と第２段差面３２とが交差する交差点（内周突起６のＥＧＲガスの流れ方向の下流側の第２角部）に、それぞれＲ形状の面取りが施されている。これらの第１、第２面取り部（Ｒ面取り部）５１、５２は、実施例４と同様に、バタフライバルブ１を閉弁作動する際に、バタフライバルブ１のシールリング溝２に嵌め込まれたシールリング３が、ハウジング５の内周突起６のシールリングシート面７上に乗り上げる時の抵抗力を低減することができる。なお、この場合には、シールリング３の両エッジ部を直角または鋭角にすることで、上記のデポジット掻き落とし作動によるデポジットの掻き落とし効果を向上することができる。

図９は本発明の実施例６を示したもので、図９（ａ）はデポジット掻き落とし作動時のバタフライバルブの開閉動作を示した図で、図９（ｂ）はエンジン停止後またはエンジン冷間時のデポジットの流動状態を示した図である。

本実施例のハウジング５内の排気ガス還流路（流体流路）１０は、エンジン停止後のバルブ停止位置であるバルブ全閉位置を屈曲点（頂点）とするヘの字状の屈曲流路となっている。また、ハウジング５の流路壁面の一部には、バタフライバルブ１の閉弁作動時にバタフライバルブ１のシールリング溝２に嵌め込まれたシールリング３のシールリング摺動面４が摺動接触するシールリングシート面７が形成されている。そして、シールリングシート面７は、このシールリングシート面７よりもＥＧＲガスの流れ方向の上流側の第１流路壁面６１および下流側の第２流路壁面６２に対して高低差を付けるために、２つの第１、第２流路壁面６１、６２より天地方向の天側に突出した高い位置に設けられている。また、シールリングシート面７の一部（天側）は、シールリング３のシールリング摺動面４の回転軌跡に沿って湾曲した球面形状となっている。

そして、シールリングシート面７よりも上流側の排気ガス還流路１０、つまりハウジング５の第１流路壁面６１は、シールリングシート面７から、シールリングシート面７よりもＥＧＲガスの流れ方向の上流側に向けて天地方向に直交する水平方向に対して所定の傾斜角度（γ°）分だけ傾斜して真っ直ぐに延びる第１傾斜流路、つまり第１傾斜面を形成している。また、シールリングシート面７よりも下流側の排気ガス還流路１０、つまりハウジング５の第２流路壁面６２は、シールリングシート面７から、シールリングシート面７よりもＥＧＲガスの流れ方向の下流側（エンジンの吸気管側）に向けて天地方向に直交する水平方向に対して所定の傾斜角度（γ°）分だけ傾斜して真っ直ぐに延びる第２傾斜流路、つまり第２傾斜面を形成している。

ここで、電動モータ８を含むバルブ駆動装置およびＥＣＵ９等によって構成されるバルブ開閉制御装置は、図９（ａ）に示したように、実施例１と同様に、エンジン停止時またはエンジン冷間時に、バタフライバルブ１を、バルブ全閉位置を通り越して１回以上開閉作動（所謂デポジット掻き落とし作動）させるように構成されている。これによって、ハウジング５の内周突起６の内周面であるシールリングシート面７に堆積したデポジットを、内周突起６のシールリングシート面７より掻き落とすことができる。これにより、シールリング３のシールリング摺動面４の回転軌跡よりも外側にデポジットを除去することができる。

そして、バタフライバルブ１をバルブ全閉位置にて停止させた後、ハウジング５の第１、第２流路壁面６１、６２上に除去されて、未だ流動性を有するデポジットが、ハウジング５のシールリングシート面７上、つまりバルブ全閉位置側に流動しようとしても、図９（ｂ）に示すように、デポジットは低い方へ流動していくため、バタフライバルブ１、シールリング３およびハウジング５のシールリングシート面７に再度付着することは無く、バタフライバルブ１およびシールリング３が固着化しない。これによって、本実施例のバルブ開閉制御装置によってバタフライバルブ１のバルブ開度（バルブ位置）が可変制御されるＥＧＲ制御弁は、実施例１と同様な効果を達成することができる。なお、ハウジング５の２つの第１、第２流路壁面６１、６２の傾斜角度γ°が大きい程、バタフライバルブ１およびシールリング３へのデポジット付着防止効果が大きくなる。

［変形例］
本実施例では、エンジンの燃焼室より排気系統に流出した流体（排気ガス）中に含まれる不純物（デポジット）が、ＥＧＲ制御弁の構成部品であるバタフライバルブ１、シールリング３およびハウジング５のバルブ全閉位置近傍（シールリングシート面７）に再度付着するのを阻止して、バタフライバルブ１またはシールリング３の固着化を防止しているが、エンジンの燃焼室より吸気系統に逆流した流体（未燃焼ガス）中に含まれる不純物（デポジット）が、流体制御弁の構成部品であるバタフライバルブ、シールリングおよびハウジングのバルブ全閉位置近傍（当接面）に再度付着するのを阻止して、バタフライバルブまたはシールリングの固着化を防止するようにしても良い。この場合には、吸入空気等の流体の流れ方向の上流側がエアフィルタ側となり、流体の流れ方向の下流側がエンジンの吸気ポート側や燃焼室側となる。なお、シールリングは設けなくても良い。

本実施例では、ハウジング５の内部に直接バタフライバルブ１を開閉自在に収容しているが、ハウジング５の内周に円筒状のライナー（ノズル）または円筒状のバルブシートを嵌合保持し、更にライナー（ノズル）の内部またはバルブシートの内部にバタフライバルブ１を開閉自在に収容しても良い。また、本実施例では、ハウジングを、排気ガス還流管の途中に接続したハウジング５によって構成しているが、ハウジングを、吸気管の一部および排気管の一部を成すハウジングによって構成しても良い。また、本実施例では、エンジンの運転状態に対応してＥＧＲガスの排気ガス還流量（ＥＧＲ量）を可変制御するＥＧＲ制御弁のバタフライバルブ１を、バルブシャフト１１の軸線方向の先端側に例えば溶接等の固定手段を用いて保持固定しているが、そのバタフライバルブ１を、バルブシャフト１１の軸線方向の先端側に締結用ネジや固定用ボルト等のスクリューを用いて締め付け固定しても良い。

本実施例では、ＥＧＲ制御弁のバタフライバルブ１を開弁駆動または閉弁駆動するバルブ駆動装置を、電動モータ８と例えば歯車減速機構等の動力伝達機構とを備えた電動式アクチュエータによって構成したが、バタフライバルブを開弁駆動または閉弁駆動するバルブ駆動装置を、電磁式または電動式負圧制御弁を備えた負圧作動式アクチュエータや、電磁式流体制御弁等の電磁式アクチュエータによって構成しても良い。なお、ＥＧＲ制御弁のバタフライバルブ１を閉弁方向または開弁方向に付勢するスプリング等のバルブ付勢手段を設置しなくても良い。また、ハウジングとバタフライバルブとを備えた流体流量制御弁として、本実施例のＥＧＲ制御弁の代わりに、エンジンの燃焼室内に吸入される吸入空気量を制御するスロットルバルブ等の吸気制御弁、エンジンの燃焼室内より排出される排気ガス量を制御する排気制御弁、スロットルバルブをバイパスする吸入空気量を制御するアイドル回転速度制御弁等に適用しても良い。

本実施例では、本発明のバルブ開閉制御装置を、ＥＧＲガス（高温流体）等の流体の流量を制御する内燃機関用流量制御装置（排気ガス再循環装置）に適用しているが、このような内燃機関用流量制御装置に限定する必要はない。すなわち、ハウジングとバタフライバルブとを備えた流体制御弁として、本実施例の流体流量制御弁の代わりに、流体流路開閉弁、流体流路切替弁、流体圧力制御弁に適用しても良い。また、本発明の流体制御弁を、タンブル流制御弁やスワール流制御弁等の吸気流制御弁、吸気通路の通路長や通路断面積を変更する吸気可変弁等に適用しても良い。また、エンジンとして、ガソリンエンジンを用いても良い。

本実施例では、不純物（デポジット）掻き落とし作動によって掻き落としたデポジットをＥＧＲガス流速の影響やハウジング５の流路壁面の傾斜角度（水平方向に対する傾斜角度）等で流動させて、バタフライバルブ１、シールリング３またはシールリングシート面７のうちのいずれか１つ以上への再付着を防止している。また、ハウジング５の内周突起６の２つの第１、第２段差面３１、３２に、ハウジング５のシールリングシート面（当接面）７よりも流体の流れ方向の上流側または下流側に向けて開口した凹部を設けて、掻き落としたデポジットを凹部内に滞留させても良い。なお、凹部内に蓄積されたデポジットは、ＥＧＲガス流速の影響やハウジング５の流路壁面の傾斜等で流動させる。なお、実施例１〜実施例５に記載の排気ガス還流路１０は、天地方向に対して直交する水平方向に真っ直ぐに延びるように形成されているが、実施例１〜実施例５に記載の排気ガス還流路１０を水平方向に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して真っ直ぐに延びるように形成しても良い。

本実施例では、ハウジング５の流路壁面の一部に、バタフライバルブ１の閉弁作動時にバタフライバルブ１のシールリング溝２に嵌め込まれたシールリング３のシールリング摺動面４が摺動接触するシールリングシート面７を設けているが、シールリング溝２およびシールリング３を廃止して、ハウジング５の流路壁面の一部に、バタフライバルブ１の閉弁作動時にバタフライバルブ１の外周端面等の摺動面が摺動接触する当接面を設けても良い。

ＥＧＲ制御弁を示した断面図である（実施例１）。 （ａ）はＥＧＲ制御弁を示した断面図で、（ｂ）は排気ガス再循環装置を示した概略構成図である（実施例１）。 （ａ）はデポジット掻き落とし作動時のバタフライバルブの開閉動作を示した説明図で、（ｂ）はエンジン停止後またはエンジン冷間時のデポジットの流動状態を示した説明図である（実施例１）。 デポジット掻き落とし作動時のバタフライバルブの開閉動作を示した説明図である（実施例２）。 デポジット掻き落とし作動時のバタフライバルブの開閉動作を示した説明図である（実施例３）。 エンジン運転時間に対するデポジットの厚さの変化を示したグラフである（実施例３）。 デポジット掻き落とし作動時のバタフライバルブの開閉動作を示した説明図である（実施例４）。 デポジット掻き落とし作動時のバタフライバルブの開閉動作を示した説明図である（実施例５）。 （ａ）はデポジット掻き落とし作動時のバタフライバルブの開閉動作を示した説明図で、（ｂ）はエンジン停止後またはエンジン冷間時のデポジットの流動状態を示した説明図である（実施例６）。 （ａ）はデポジット掻き落とし作動時のバタフライバルブの開閉動作を示した説明図で、（ｂ）はエンジン停止後またはエンジン冷間時のデポジットの流動状態を示した説明図である（従来の技術）。

符号の説明

１ バタフライバルブ（ＥＧＲ制御弁の弁体、バルブ）
２ バタフライバルブのシールリング溝（環状溝）
３ シールリング（バルブリング）
４ シールリングのシールリング摺動面（バルブリングの摺動面）
５ ハウジング（排気ガス還流管）
６ ハウジングの内周突起
７ ハウジングのシールリングシート面（ハウジングの当接面）
８ 電動モータ（バルブ開閉制御装置、バルブ駆動装置）
９ ＥＣＵ（バルブ開閉制御装置、エンジン制御ユニット）
１０ ハウジング内の排気ガス還流路（流体流路、直線流路、屈曲流路）
１１ バタフライバルブのバルブシャフト（バルブ軸、軸部）
２１ ハウジングの第１流路壁面
２２ ハウジングの第２流路壁面
３１ ハウジングの第１段差面
３２ ハウジングの第２段差面
４１ 内周突起の第１面取り部
４２ 内周突起の第２面取り部
５１ 内周突起の第１面取り部
５２ 内周突起の第２面取り部
６１ ハウジングの第１流路壁面
６２ ハウジングの第２流路壁面

Claims (10)

1. エンジンの燃焼室に連通する流体流路を形成するハウジングと、
   前記流体流路内に開閉自在に収容されたバタフライバルブと
   を備え、
   前記バタフライバルブの閉弁作動時に、前記バタフライバルブを、エンジン停止後のバルブ停止位置であるバルブ全閉位置を通り越して１回以上開閉動作させるバルブ開閉制御装置において、
   前記ハウジングは、前記バルブ全閉位置近傍の流路壁面が、前記バタフライバルブの閉弁作動時に、前記バタフライバルブの摺動面が摺動接触する当接面として利用されており、
   前記ハウジングの当接面は、この当接面よりも流体の流れ方向の上流側および下流側の流路壁面に対して前記流体流路の中心軸線側に突出した高い位置、あるいは天地方向の天側に突出した高い位置に設けられており、
   前記流体流路は、前記ハウジングの当接面よりも流体の流れ方向の上流側から、前記ハウジングの当接面よりも流体の流れ方向の下流側に向けて真っ直ぐに延びる直線流路を有し、
   前記直線流路の流路壁面の一部には、前記ハウジングの当接面よりも流体の流れ方向の上流側または下流側に環状の段差面が設けられており、
   前記ハウジングの段差面は、前記バタフライバルブの摺動面と前記ハウジングの当接面との摺動接触が開始される接点の位置に設けられていることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
2. 請求項１に記載のバルブ開閉制御装置において、
   前記ハウジングの当接面は、前記バタフライバルブの回転軌跡に沿って湾曲していることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のバルブ開閉制御装置において、
   前記ハウジングの段差面の高さをＨとしたとき、
   Ｈ≧３ｍｍの関係を満足していることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載のバルブ開閉制御装置において、 前記ハウジングの当接面と前記ハウジングの段差面とが交差する交差部には、面取りが施されていることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載のバルブ開閉制御装置において、 前記ハウジングの段差面には、前記ハウジングの当接面よりも流体の流れ方向の上流側または下流側に向けて開口した凹部が設けられていることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
6. エンジンの燃焼室に連通する流体流路を形成するハウジングと、
   前記流体流路内に開閉自在に収容されて、外周に環状溝が形成されたバタフライバルブと、
   前記環状溝内に装着されて、前記ハウジングと前記バタフライバルブとの間の隙間をシールするバルブリングと
   を備え、
   前記バタフライバルブの閉弁作動時に、前記バタフライバルブを、エンジン停止後のバルブ停止位置であるバルブ全閉位置を通り越して１回以上開閉動作させるバルブ開閉制御装置において、
   前記ハウジングは、前記バルブ全閉位置近傍の流路壁面が、前記バタフライバルブの閉弁作動時に、前記バルブリングの摺動面が摺動接触する当接面として利用されており、
   前記ハウジングの当接面は、この当接面よりも流体の流れ方向の上流側および下流側の流路壁面に対して前記流体流路の中心軸線側に突出した高い位置、あるいは天地方向の天側に突出した高い位置に設けられており、
   前記流体流路は、前記ハウジングの当接面よりも流体の流れ方向の上流側から、前記ハウジングの当接面よりも流体の流れ方向の下流側に向けて真っ直ぐに延びる直線流路を有し、
   前記直線流路の流路壁面の一部には、前記ハウジングの当接面よりも流体の流れ方向の上流側または下流側に環状の段差面が設けられており、
   前記ハウジングの段差面は、前記バルブリングの摺動面と前記ハウジングの当接面との摺動接触が開始される接点の位置に設けられていることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
7. 請求項６に記載のバルブ開閉制御装置において、
   前記ハウジングの当接面は、前記バルブリングの回転軌跡に沿って湾曲していることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
8. 請求項６または請求項７に記載のバルブ開閉制御装置において、
   前記ハウジングの段差面の高さをＨとしたとき、
   Ｈ≧３ｍｍの関係を満足していることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
9. 請求項６ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載のバルブ開閉制御装置において、 前記ハウジングの当接面と前記ハウジングの段差面とが交差する交差部には、面取りが施されていることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
10. 請求項６ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載のバルブ開閉制御装置において、 前記ハウジングの段差面には、前記ハウジングの当接面よりも流体の流れ方向の上流側または下流側に向けて開口した凹部が設けられていることを特徴とするバルブ開閉制御装置。

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